（浙江专版）2019届高考物理一轮复习 第5章 机械能及其守恒定律 12 第四节 功能关系 能量守恒定律课后达标能力提升 新人教版.doc

12 第四节 功能关系 能量守恒定律一、单项选择题1.(2018南京高三模拟考试)一颗小钢珠从水面上方由静止释放落入水中，溅起的水珠跳得比钢珠释放时的位置还高，如图所示对这种现象下列说法中正确的是()A水珠溅起的高度超过钢珠下落时的高度，违背了能量守恒定律B小钢珠下落时具有的重力势能小于溅起的水珠在最高点的重力势能C小钢珠下落时具有的重力势能等于溅起的水珠在最高点的重力势能D小钢珠下落时具有的重力势能大于溅起的水珠在最高点的重力势能解析：选D.由能量守恒定律可知，由于系统能量损失，小钢珠下落时具有的重力势能大于溅起的水珠在最高点的重力势能，选项D正确2(2018镇江模拟)如图所示，一个质量为m的小铁块沿半径为R的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆轨道最低点时，轨道所受压力为铁块重力的1.5倍，则此过程中铁块损失的机械能为(重力加速度为g)()A.mgRBmgRC.mgR DmgR解析：选D.铁块在最低点，支持力与重力合力等于向心力，即1.5mgmgm，即铁块动能Ekmv2mgR，初动能为零，故动能增加mgR，铁块重力势能减少mgR，所以机械能损失mgR，D项正确3.(2018江西重点中学联考)如图所示，在粗糙的水平面上，质量相等的两个物体A、B间用一轻质弹簧相连组成系统，且该系统在水平拉力F作用下以相同加速度保持间距不变一起做匀加速直线运动，当它们的总动能为2Ek时撤去水平力F，最后系统停止运动不计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从撤去拉力F到系统停止运动的过程中()A外力对物体A所做总功的绝对值等于2EkB物体A克服摩擦阻力做的功等于EkC系统克服摩擦阻力做的功可能等于系统的总动能2EkD系统克服摩擦阻力做的功一定等于系统机械能的减少量解析：选D.当它们的总动能为2Ek时，物体A动能为Ek，撤去水平力F，最后系统停止运动，外力对物体A所做总功的绝对值等于Ek，选项A、B错误；由于二者之间有弹簧，弹簧具有弹性势能，根据功能关系，系统克服摩擦阻力做的功一定等于系统机械能的减少量，选项D正确，C错误4(2018宿迁市高三调研测试)如图所示，楔形木块ABC固定在水平面上，斜面AB、BC与水平面的夹角分别为53、37.质量分别为2m、m的两滑块P、Q，通过不可伸长的轻绳跨过轻质定滑轮连接，轻绳与斜面平行已知滑块P与AB间的动摩擦因数为，其他摩擦不计，重力加速度为g，sin 530.8，sin 370.6.在两滑块运动的过程中()AQ动能的增加量等于轻绳对Q做的功BQ机械能的增加量等于P机械能的减少量CP机械能的减少量等于系统摩擦产生的热量D两滑块运动的加速度大小为g解析：选D.轻绳和重力都对Q做功，由动能定理，合力做的功等于动能的增加量可知，选项A错误；由于P与斜面间有摩擦，由功能关系可得P机械能的减少量等于Q机械能的增加量与内能的增加量之和，选项B、C错误；对P、Q两滑块整体使用牛顿第二定律可得2mgsin 53mgsin 372mgcos 533ma，解得加速度ag，选项D正确5.如图所示，一张薄纸板放在光滑水平面上，其右端放有小木块，小木块与薄纸板的接触面粗糙，原来系统静止现用水平恒力F向右拉薄纸板，小木块在薄纸板上发生相对滑动，直到从薄纸板上掉下来上述过程中有关功和能的说法正确的是()A拉力F做的功等于薄纸板和小木块动能的增加量B摩擦力对小木块做的功一定等于系统中由摩擦产生的热量C离开薄纸板前小木块可能先做加速运动，后做匀速运动D小木块动能的增加量可能小于系统中由摩擦产生的热量解析：选D.由功能关系，拉力F做的功等于薄纸板和小木块动能的增加量与系统产生的内能之和，选项A错误；摩擦力对小木块做的功等于小木块动能的增加量，选项B错误；离开薄纸板前小木块一直在做匀加速运动，选项C错误；对于系统，由摩擦产生的热量QfL，其中L为小木块相对薄纸板运动的路程，若薄纸板的位移为L1，小木块相对地面的位移为L2，则LL1L2，且L存在大于、等于或小于L2三种可能，对小木块，fL2Ek，即Q存在大于、等于或小于Ek三种可能，选项D正确6.将三个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中1与2底边相同，2和3高度相同现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿斜面下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均相同在这三个过程中，下列说法不正确的是()A沿着1和2下滑到底端时，物块的速率不同，沿着2和3下滑到底端时，物块的速率相同B沿着1下滑到底端时，物块的速度最大C物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量是最多的D物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量是一样多的解析：选A.设1、2、3木板与地面的夹角分别为1、2、3，木板长分别为l1、l2、l3，当物块沿木板1下滑时，由动能定理有mgh1mgl1cos 1mv0，当物块沿木板2下滑时，由动能定理有mgh2mgl2cos 2mv0，又h1h2，l1cos 1l2cos 2，可得v1v2；当物块沿木板3下滑时，由动能定理有mgh3mgl3cos 3mv0，又h2h3，l2cos 2l3cos 3，可得v2v3，故A错、B对；三个过程中产生的热量分别为Q1mgl1cos 1，Q2mgl2cos 2，Q3mgl3cos 3，则Q1Q2Q3，故C、D对二、多项选择题7.(2018江苏质检)如图所示，在竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧直立于地面上，上面放一个质量为m的带负电的小球，小球与弹簧不连接现用外力将小球向下压到某一位置后撤去外力，小球从静止开始运动到刚离开弹簧的过程中，小球克服重力和电场力做功分别为W1和W2，小球刚好离开弹簧时速度为v，不计空气阻力，则在上述过程中，下列说法正确的是()A带电小球电势能增加W2B弹簧弹性势能最大值为W1W2mv2C弹簧弹性势能减少量为W2W1D带电小球和弹簧组成的系统机械能减少W2解析：选ABD.小球从静止开始运动到刚离开弹簧的过程中，小球克服电场力做的功W2等于小球增加的电势能，故A正确；小球从静止开始运动时弹性势能最大，自小球从静止开始运动到刚离开弹簧的过程中，对小球和弹簧组成的系统由能量转化与守恒得，弹性势能的减少量转化为重力势能、电势能和动能三者增量之和，即弹簧弹性势能最大值为W1W2mv2，故B项正确，C项错误；由于带电小球电势能增加W2，所以带电小球和弹簧组成的系统机械能减少W2，故D项正确8.(2018南京一中模拟)在儿童乐园的蹦床项目中，小孩在两根弹性绳和弹性床的协助下实现上下弹跳，如图所示某次蹦床活动中小孩静止时处于O点，当其弹跳到最高点A后下落可将蹦床压到最低点B，小孩可看成质点不计空气阻力，下列说法正确的是()A从A点运动到O点，小孩重力势能的减少量大于动能的增加量B从O点运动到B点，小孩动能的减少量等于蹦床弹性势能的增加量C从A点运动到B点，小孩机械能的减少量小于蹦床弹性势能的增加量D从B点返回到A点，小孩机械能的增加量大于蹦床弹性势能的减少量解析：选AD.小孩从A点运动到O点，由动能定理可得mghAOW弹1Ek1，选项A正确；小孩从O点运动到B点，由动能定理可得mghOBW弹2Ek2，选项B错误；小孩从A点运动到B点，由功能关系可得W弹E机1，选项C错误；小孩从B点返回到A点，弹性绳和蹦床的弹性势能转化为小孩的机械能，则知小孩机械能的增加量大于蹦床弹性势能的减少量，选项D正确9将一质量为1 kg的滑块轻轻放置于传送带的左端，已知传送带正以4 m/s的速度顺时针运行，滑块与传送带间的动摩擦因数为0.2，传送带左右距离无限长，当滑块放上去2 s时，突然断电，传送带以1 m/s2的加速度做匀减速运动至停止，则滑块从放上去到最后停下的过程中，下列说法正确的是()A前2 s传送带与滑块之间因摩擦力所产生的热量为8 JB前2 s传送带与滑块之间因摩擦力所产生的热量为 16 JC2 s后传送带与滑块之间因摩擦力所产生的热量为8 JD2 s后传送带与滑块之间因摩擦力所产生的热量为0解析：选AD.前2 s，滑块的位移x1gt24 m，传送带的位移x2vt8 m，相对位移xx2x14 m，2 s后滑块随传送带一起做匀减速运动，无相对位移，整个过程中传送带与滑块之间因摩擦力而产生的热量为Qmgx8 J，选项A、D正确10(2018盐城高三调研测试)光滑的斜面A静止在光滑水平面上，将物块B轻轻放到A上，并由静止释放在B沿斜面下滑的同时，斜面A沿水平方向向右做匀加速运动，则此过程中()AB机械能守恒BB对A的压力逐渐变小CB做初速度为零的匀加速直线运动DB对A的压力做的功与A对B的支持力做的功代数和为零解析：选CD.AB组成的系统机械能守恒，在B沿斜面下滑时，A也开始向右运动，所以B减少的重力势能转化为A的动能和B的动能之和，所以B的机械能不守恒，故A错误；A受重力、支持力和B对A的压力，因A沿水平方向向右做匀加速运动，所以A受到的合力不变，所以B对A的压力不变，故B错误；B受重力与A对B的支持力，合力不变，所以B做初速度为零的匀加速直线运动，故C正确；B对A的压力与A对B的支持力是一对作用力与反作用力，在两力的方向上运动的位移等大反向，所以做功的代数和等于零，故D正确三、非选择题11.某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意如图，皮带在电动机的带动下保持v1 m/s 的恒定速度向右运动，现将一质量为m2 kg的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数0.5.设皮带足够长，取g 10 m/s2，在邮件与皮带发生相对滑动的过程中，求：(1)邮件滑动的时间t；(2)邮件对地的位移大小x；(3)邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W.解析：(1)设邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到的滑动摩擦力为F，则Fmgma又vat由式并代入数据得t0.2 s(2)邮件与皮带发生相对滑动的过程中，对邮件应用动能定理，有Fxmv20由式并代入数据得x0.1 m(3)邮件与皮带发生相对滑动的过程中，设皮带相对地面的位移为s，则svt摩擦力对皮带做的功WFs由式并代入数据得W2 J.答案：(1)0.2 s(2)0.1 m(3)2 J12.(2018苏州第一中学高三检测)如图所示，光滑的水平面AB与半径R0.4 m的光滑竖直半圆轨道BCD在B点相切，D点为半圆轨道最高点， A右侧连接一粗糙水平面用细线连接甲、乙两物体，中间夹一轻质压缩弹簧，弹簧与甲、乙两物体不拴接，甲质量为m14 kg，乙质量m25 kg，甲、乙均静止若固定乙，烧断细线，甲离开弹簧后经过B点进入半圆轨道，过D点时对轨道压力恰好为零取g10 m/s2，甲、乙两物体均可看做质点，求：(1)甲离开弹簧后经过B时速度大小vB；(2)弹簧压缩量相同情况下，若固定甲，烧断细线，乙物体离开弹簧后从A进入动摩擦因数0.4的粗糙水平面，则乙物体在粗糙水平面上运动位移s.解析：(1)甲在最高点D，由牛顿第二定律得：m1gm1，甲离开弹簧运动至D点的过程中由机械能守恒得：m1vm1g2Rm1v.代入数据联立解得：vB2 m/s.(2)甲固定，烧断细线后乙的速度大小为v2，由能量守恒得：Epm1vm2v，得：v24 m/s.乙在粗糙水平面做匀减速运动：m2gm2a，解得：a4 m/s2，则有：s m2 m.答案：(1)2 m/s(2)2 m